0

Na parte 1 foi visto o contexto que antecedeu o acidente de Ayrton Senna e analisou-se a superfície da fratura por fadiga. Nessa segunda parte vamos analisar as condições que favoreceram a falha por fadiga.

Mas afinal, o que é a fadiga?

É quando ora o material está submetido a tensão elevada, ora a baixa ou nenhuma tensão, sendo periódica essa oscilação da carga aplicada.

Quando submetido a essa variação periódica da tensão, o material falha a uma tensão bem menor que o limite de resistência ou menor que o limite de escoamento, se comparado com os valores encontrados em um carregamento estático.

O processo de fadiga envolve 4 modos de aplicação da carga:

  • Axial (tração e compressão)
  • Flexão (dobramento)
  • Torcional (torção)
  • Combinação de 2 ou 3 modos anteriores

As condições de trabalho de uma coluna de direção envolvem 2 modos de aplicação de carga: torcional e de flexão. O de flexão é devido a trepidação e vibração do carro e o torcional está presente ao virar o volante para mudar a direção das rodas.

Fatores intensificadores da falha por fadiga

Além da combinação dos modos de aplicação de carga, a velocidade também atua como fator intensificador do esforço sobre a coluna de direção, pois quanto maior a velocidade, maior a tensão aplicada para modificar a trajetória.

Essa informação associada a tamanha capacidade de Ayrton Senna levar o carro ao desempenho máximo, permite concluir que aquela coluna de direção, além de estar em um estágio avançado de degradação da matriz metálica, desde antes da prova, operou com sobrecarga durante a corrida.

Conforme visto da parte 1 desse artigo, as análises fractográficas constataram entre 60-70% da área da fratura com estrias de fadiga e o acidente aconteceu ainda no início da prova (7ª volta). Com base nisso, um dos peritos da investigação do acidente afirmou:

 “Uma peça de metal submetida a esse tipo de esforço e com apenas 30% de sua superfície ainda em ordem não aguentaria mais tempo.”

Além da velocidade, houve outros fatores, que no contexto do acidente intensificaram o processo de fadiga. Alguns deles são:

  • Concentradores de tensão (canto vivo, entalhe, inclusão)
  • Tensões combinadas
  • Microestrutura

Tudo convergia para uma falha

Sendo assim, foram muitas as variáveis favoráveis a falha por fadiga. Veja:

  1. Sobrecarga (como explicado anteriormente pela velocidade)
  2. Tensões combinadas (2 modos de aplicação da carga: torção e flexão)
  3. Presença de concentrador de tensão (“luva” com ângulo de 90°)
  4. Microestrutura favorável a fratura frágil

O aço usado não foi especificado, mas provavelmente, tinha microestrutura martensítica, por ser da indústria aeronáutica.  A martensita é caracterizada por ser frágil e embora apresente elevada resistência mecânica, ao operar em condições de fadiga tem sua resistência diminuída.

Diante de tantos fatores favoráveis a falha, a coluna de direção fraturou na região da “luva”, antes da solda e próxima ao canto vivo, como já previsto pela teoria e mostrado na figura 1.

Figura 1: Coluna de direção da Williams de Ayrton Senna fraturada (a) Desenho esquemático (b) e (c) imagens reais.

 

 

O barato saiu caro

Lembrando das 2 alternativas que a Williams tinha para que Senna tivesse maior conforto e controle do carro:

  1. Fazer outro cockpit
  2. Aumentar a coluna de direção

A alternativa escolhida era mais prática e econômica. Já a outra opção era mais conservadora, de maior custo, porém mais segura. Portanto, o barato saiu caro.

Além disso, se alguma técnica de Ensaios Não Destrutivos, especialmente o ultrassom, tivesse sido aplicada na coluna de direção adaptada, certamente teria detectado a descontinuidade que levou a fratura.

Desta forma, cabe aos engenheiros prever a possibilidade de falha durante a fase de projeto e ainda considerar essa possibilidade durante a operação do componente, a fim de fazer uso de técnicas de detecção de descontinuidades que antecedem falhas catastróficas com danos irreparáveis.

Escultura de bronze feita pelo artista britânico Paul Oz. A obra fica localizada em Barcelona e foi inaugurada em 8 de maio de 2019 para marcar o 25º aniversário morte de Ayrton Senna. Foto de PAU BARRENA / AFP. Fonte: Getty Images

 

Lílian Barros da Silveira
Engenheira e mestre em Engenharia Metalúrgica pela Universidade Federal Fluminense. Possui treinamento na área de ensaios não destrutivos e inspeção de equipamentos. Foi consultora na Empresa Júnior Pulso Consultoria. Estagiou no setor de siderurgia e é atuante no mercado financeiro. Administradora do Instagram @Engenharia_Integral. É de Volta Redonda/ RJ. Adora ler, tem a meditação como um hábito e a corrida como prática esportiva.

    5 Coisas que a faculdade NÃO ensina!

    Previous article

    O caminho dos dados pela internet

    Next article

    Comments

    Leave a reply

    O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

    Login/Sign up